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水处理

 岸花 2010-07-28
  第一节   一般规定
第7.1.1条  规定了水处理工艺流程选择及主要构筑物组成的原则。
第7.1.2条  关于确定水处理构筑物生产能力的有关规定。自用水量系指水厂内沉淀池或澄清池的排泥水、深解药所需水、滤池冲洗水以及各种净化构筑物的清洗用水等。自用水量与构筑物类型、原水水质和处理方法等因素有关。根据我国各地水厂经验,一般自用水率为5%~10%,下限用于原水水质较清、处理方法较简单、排泥不频繁的水厂。上限用于原水较浑、处理方法复杂和排泥频繁的水厂。
                                 当水厂规模较小,消防水量占设计供水量比例较大时,水处理构筑物的生产能力还应包括消防补充水量。
第7.1.3条   关于水处理构筑物设计校核条件的规定。通常水处理构筑物按最高日供水量加自用水量进行设计。但当遇到水温较低或原水浊较高而处理较困难时,尚需对这种情况下的最大供水量和相应设计指标进行校核,以策安全。
第7.1.4条  关于水厂安全供水方面的要求。净水构筑物和设备常因大修而撤离岗位,但供水量仍要满足外界需要,不可因某一池子或设备停止运行而影响水量,据此拟订了本条。
第7.1.5条  关于净水构筑物设置辅助管道和设备的规定。
第7.1.6条  关于水厂废水和泥渣处理的原则规定。据调查,目前国内大部分水厂的废水多直接泄入附近河道内。当泄入的河道径流量较小时,常会造成河道淤积,而需经常挖泥。某些水厂因废水无出路,也有就地利用池塘或废地进行干化和堆放。在国外报导中,有些国家对水厂污泥处置较重视,一般采用浓缩、脱水、干化告示步骤,废水经处理后再排入水体。我国目前尚未推广,拟作为今后努力方向。据此,本条文规定“应根据具体条件作出妥善处理”。
                                 滤池反冲洗量占水厂自用水量比例较大,一些水厂采用了回收利用的措施,取得了较好的技术经济效果。因此,在设计中对滤池反冲洗水是否回收利用,应通过技术比济比较确定。对取用低浊度原水的水厂,宜考虑回用滤池反冲洗水,以改善絮凝效果,作为絮凝的辅助措施。在贫水地区水资源较缺乏,更应考虑充分利用水源,故条文规定“在贫水地区应优先考虑回收”。
第7.1.7条  关于净水构筑物走道设置栏杆的规定。
第7.1.8条  关于寒冷地区防冻措施的规定。本条文规定了寒冷地区置于室内的净水构筑物的采暖标准。5℃的规定系按水体不被冻结考虑,15℃的规定则系按操作环境的要求而提出。



第二节   预  沉
第7.2.1条  当原水含沙量很高,致使常规净水构筑物不能负担时,或者药剂投加量很大仍不能达到水质要求时,都应在常规净水构筑物前增设预沉池,或建造蓄水池蓄水,以供沙峰期间应用。
第7.2.2条  关于预沉措施选择的有关规定。一般预沉措施有沉沙、自然沉淀和凝聚沉淀等多种型式。当原水中的悬浮物大多为沙性大颗粒时,一般可采用沉沙池;当原水除含沙性颗粒外尚含有较多粘土性颗粒时,一般可采用自然沉淀池或凝聚沉淀池。
第7.2.3条  关于预沉池设计数据的原则规定。
第7.2.4条  关于预沉池设计依据的规定。由于预沉池一般按沙峰持续时期的日平均含沙量设计,因此当含沙量超过日平均含沙量时,有可能以达到预沉的效果,故条文规定了必要时应考虑在预沉池中投加凝聚剂或采取其他措施的可能。


第三节   凝聚剂和助凝剂的投配
第7.3.1条  关于对凝聚剂和助凝剂中有害成份的规定。凝聚剂和助凝剂是水处理过程中添加的化学物质,其成份将直接影响制成水水质。为此,规定了用于生活饮用水的凝聚剂或助凝剂,必须满足无毒、对人体健康无害的要求。用于生产用水的处理药剂,必须不含有对生产有害的成份。
                                  近年来,有些水厂将工业废料制成的凝聚剂用于生活饮用水处理,而其凝聚剂中常含有一些有害健康的物质,故本条对此特别作了强调。聚丙烯酰胺常被用作处理高浊度水的助凝剂,但当聚丙烯酰胺用于生活饮用水处理时,应注意其毒性。国外对此药剂的应用有不同的规定:有的国家已被禁止使用;有的国家则根据其聚合程度对最大加注量作了限制。
                                目前国内有些地方生产的碱式氯化铝带有某些有害杂质,故使用时也须注意严格把关,以免影响人体健康。
第7.3.2条  关于凝聚剂和助凝剂品种选择的规定。凝聚剂的品种直接影响凝聚效果,而不同的凝聚剂又有对原水水质不同的适用范围。为此,凝聚剂品种的选择宜通过对原水进行凝聚沉淀试验不定期比较确定。缺乏试验条件或类似水源已有成熟的水处理经验时,则可根据相似条件下的水厂运行经验来选择,在同样达到水处理要求的条件下,可以选用多种凝聚剂品种时,则应根据生产的运行费用和药剂的供应条件,进行比较确定。
                                   助凝剂的采用常可改变凝聚性能,提高出水水质,特别对低温低浊水以及高浊度水的处理,助凝剂更具有明显作用。例如:我国北方地区常采用活化硅作为低温低浊水的助凝剂,西北地区则以聚丙烯酰胺作为高浊度水的助凝剂。因此,在设计中对助凝剂是否采用也应通过试验或相似条件下水厂的运行经验来确定。
第7.3.3条  关于凝聚剂投配方式和湿投时搅拌方式的规定。凝聚剂的投配一般有湿式投加和干式投加两种,目前国内大部分采用湿式投加。湿式投加的搅拌方式取决于选用凝聚剂的易溶程度。当凝聚剂很易溶解时,可利用水力搅拌方式。当凝聚剂难以溶解时,则宜采用机械或压缩空气来进行搅拌。此外,用药量的大小也影响搅拌方式的选择。用药量小可用水力方式,用药量大则宜用机械或压缩空气搅拌。
第7.3.4条  关于湿投凝聚剂时溶解次数的规定。原《室外给规》TJ13-74版条文中对溶解次数规定一般每日不宜超过8次。现据调查,各地水厂一般均采用每日3次,即每班一次。个别大型水厂也有采用不超过6次的。一般人工配制每日不超过3次,机械配制每日不超过6次。据此本条修订为“一般每日不宜超过三次”。
                                为使药剂投入溶解池操作方便,凝聚剂用量较大时,建议采用溶解池放在地下的布置形式,以避免药剂在投放时的垂直提升。
                                 当凝聚剂用量较小时,由于所需溶解的容积很小,故也可与投药池合并布置。
第7.3.5条  关于凝聚剂投配浓度的规定。本条的溶液浓度系指固体重量浓度,即按包括结晶水的商品固体重量计算的浓度。此外,考虑到有些凝聚剂,若浓度太低,在投加过程中易因水解而造成输送管道结垢(如三氯化铁);而有些凝聚剂当浓度太高时容易对溶液池造成较强腐蚀,故条文对投配溶液浓度的范围较原《室外给规》TJ13-74版条文作了适当放宽,采用5%~20%。设计中可根据凝聚剂品种和投配要求等适当地选择。一般情况,大水厂采用较大浓度。
第7.3.6条  提出了石灰不宜干投,宜制成乳液投加,以防止粉末分扬的要求。
第7.3.7条  关于计量和稳定加注量的规定。按要求正确投加药剂量并保持加注量的稳定是凝聚处理的重要关键。因此,设置能反映瞬时加注量的计量设备和稳定加注量的措施,是加药系统必须具备的条件。据调查,有些水厂(特别是工业企业自备水厂)由于无瞬时计量设备和稳定加注量措施,常导致投药量无法控制,波动很大,而影响处理效果或造成凝聚剂的浪费。 为此,本条对瞬时计量设备和稳定加注量措施作了规定。常用的瞬时计量和稳定加注量措施有苗子、浮杯、转子流量仪和计量泵等,设计中可根据具体条件选用。
第7.3.8条  关于凝聚剂防腐措施的规定。常用的凝聚剂一般对混凝土及水泥砂浆等都具有一定的腐蚀性,因此对于凝聚剂接触的池壁、设备及管道等都要考虑防腐措施。与凝聚剂接触的地坪也常受凝聚剂的腐蚀影响。故也应考虑采取防腐措施。
                                 凝聚剂品种不同,其腐蚀性能也不同,如三氯化铁硫酸铝腐蚀性强,故与三氯化铁接触的设备和地坪等应采用较高标准的防腐蚀措施,一般池内壁可采用涂料、铺设塑料板或灰绿岩板的内衬,也可采用大理石制作溶液池。硫酸铝凝聚剂腐蚀性较小,一般溶液池可采取瓷砖贴面或用耐酸水泥砂浆粉刷。但搅拌池因溶液浓度较高,仍宜采取较高的防腐措施。
第7.3.9条  关于加药间劳动保护措施的规定。加药间是水厂中劳动强度较大和操作环境较差的部门,因此对于卫生安全的劳动保护需特别注意。有些凝聚剂 在溶解时所产生的气味和热量。故必须考虑有良好的通风条件。
第7.3.10条   规定了加药间与药剂仓库毗连的原则。为便于操作管理,加药间应与药剂仓库毗连。加药间应尽量靠近投药点,以缩短加药管长度,确保凝聚效果。
第7.3.11条   规定了加药剂仓库应设置计量工具和搬运设备的原则。药剂仓库内一般可设磅秤作为计量设备。药剂的搬运是劳动强度较大的工作,故应考虑 必要的搬运设施。一般中型和大型水厂的加药间内可设悬挂式或单轨起吊设备。
第7.3.12条   关于药剂仓库内储备量的规定。固定储备量系指由于非正常原因导致药剂供应中断,而在药剂仓库内设置的,在一般情况下不被动用的安全储备量。周转储备量系指药剂消耗与供应时间之间的差值而需的储备量。
第7.3.13条   关于固体凝聚剂和石灰堆放高度的规定。


第四节   混凝、沉淀和澄清
(Ⅰ)一般规定
第7.4.1条  阐明本节所指沉淀和澄清的适用条件。本节所述沉淀和澄清均指混凝沉淀和混凝澄清。自然沉淀(澄清)与混凝沉淀(澄清)有较大区别,本节规定的各项指标不适用于自然沉淀(澄清)。
第7.4.2条  规定沉淀池或澄清池类型的选择原则。随着净水技术的发展,沉淀和澄清构筑物的类型越来越多,各地均有不少经验。在不同情况下,各类池子有其各自的适用范围。正确选择沉淀池、澄清池型式,不仅对保证出水水质、降低工程造价,而且对投产后长期运行管理等方面均有重大影响。设计时应根据原水水质、处理水理和水质要求等主要因素,并考虑水质、水温和水量的变化以及是否间歇运行等情况,结合当地成熟经验和管理水平等到条件,通过技术经济比较确定。
第7.4.3条  规定了沉淀池和澄清池的最少个数。在运行过程中,有时需要停池清洗或检修,为不致造成水厂停产,故规定了沉淀池和澄清池的个数或能够单独排空的分格数不宜少于两个。
第7.4.4条  关于混凝沉淀或澄清处理后水的浑浊度的规定。原《室外给规》TJ13-74版条文对经混凝沉淀或澄清处理的水,在进入滤池前的浑浊度规定为不宜超过20度。随着 我 国国民经济的发展,为适应人民对生活饮用水水质要求的日益提高,即将颁布的“饮用水卫生标准”,拟将出厂水浑浊度由不宜超过5度降低为3度。为与其相适应,有必要将进入滤池前的浑浊度适当降低,以保证滤后水的水质。据此本条文改写为“经过混凝沉淀或澄清处理的水,在进入滤池前的浑浊度一般不宜超过10度”。
                                  考虑到某些地区在处理高浊度原水或低温浊度原水时,沉淀水较难控制在10度以内,为此条文中又补充了“遇高浊度原水或低温低浊度原水时,不宜超过15度”的规定。
                                  某些工业企业直接应用沉淀或澄清处理的水作为生产用水,此时沉淀或澄清的出水浑浊度应根据生产用水要求而定。由于本节规定的设计指标均按沉淀或澄清的出水浑浊度不超过10度为条件,故当允许水浑浊度高于10度时,有关指标可适当调整。
第7.4.5条  规定了沉淀池和澄清池应考虑均匀配水和集水的原则。沉淀池和澄清池的均匀配水和均匀配水和均匀集水,对于减少短流,提高处理效果有很大影响。因此,设计中必须注意配水和集水的均匀。对于大直径的圆形澄清池,为达到集水均匀,还应考虑设置内圈集水的措施。
                                 大直径的机械搅拌澄清池,增强内圈集水,能提高出水水质,各地均积有经验。如北京某水厂直径23。9米的机械搅拌澄清池,设计时采用辐射槽集水,无内圈集水措施。投产后,水在分离区的水流条件不佳,池边带出絮粒,影响出水水质。后在池中央增添环形内圈集水措施,运行效果显著改善。又如上海某厂直径29。5米的机械搅拌澄清池,设计时吸取了增强内圈集水的经验,自1968年投产以来,运转一直直正常,效果良好。另据查阅国外资料,大直径的机械搅拌澄清池(例如直径为23。5米和28米),均有内圈集水措施。
第7.4.6条  关于沉淀池积泥区和澄清池沉泥浓缩斗容积的规定。
第7.4.7条  规定了沉淀池或澄清池设置机械化或自动化排泥的原则。沉淀池或澄清池沉积污泥的及时排除对提高出水水质有较大影响。当沉淀池或澄清池排泥池较频繁时,若采用人工开启阀门,劳动强度较大,故宜考虑采用机械化或自动化排泥装置。平流沉淀池和斜管沉淀池一般常可采用机械吸泥机或括泥机;澄清池则可采用底部转盘式机械刮泥装置。
                                  考虑到各地加工条件及设备供应条件不一,故条文中并不要求所有水厂都应达到机械化、自动化排泥,仅规定了在排泥次数较多时,宜采用机械化或自动化排泥装置。
第7.4.8条  关于澄清池应设样装置的规定。为保持澄清池的正常运行,澄清池需经常检测沉渣的沉降比,为此规定了澄清池应设取样装置。
                                                         

                                                            (Ⅱ)混   合
第7.4.9条  混合系指投入的凝聚剂被迅速均匀地分布于整个水体的过程。在混合阶段中胶体颗粒间的排斥力被消除或其亲水性被子破坏,使颗粒具有相互接触而吸附的性能。据国外资料介绍,对金属盐凝聚剂普遍采用急剧、快速的混合法。美国“大湖—密西西比河上游十洲标准”规定混合时间不超过30秒;日本规范采用混合时间为1至5分钟;苏联规范规定混合时间不大于2分钟。高分子聚合物的混合则不宜过分急剧。据此,条文中提出“使药剂与水进行恰当的急剧、充分混合“。
第7.4.10条   关于混合方式的规定。据调查,我国现用的混合方式有水泵混合、管式混合、机械混合以及管道静态混合器等,其中多数水厂采用水泵混合或管道混合。据国外资料,美国和日本均以机械混合为主。
                                                            

                                                             (Ⅲ)絮    凝
第7.4.11条   关于絮凝池与沉淀池合建的原则规定。“絮凝“曾用名“反应”,“絮凝池”曾称“反应池“。为使完成絮凝池过程所形成的絮粒不致破碎,故宜将絮凝池与沉淀池合建成一个整体构筑物。
第7.4.12条   关于选用絮凝池型式和絮凝时间的原则规定。
第7.4.13条   关于隔板絮凝池设计参数的有关规定。絮凝池内的停留时间和流速,是设计絮凝池的重要参数,也是决定水池尺寸的基础。
                                 隔板絮凝池的设计指标受原水浊度、水温、被去除物质的类别和浓度的影响。根据多年来多数水厂的运行经验,一般可采用停留时间为20~30分钟;起端流速0。5~。6米/秒;末端流速0。2~0。3米/秒。故本条对絮凝时间和廊道的流速作了相应规定。考虑到若隔板间净距过小,不易施工和清洗,故规定了隔板净距一般宜大于0。5米。
第7.4.14条   关于机械絮凝池设计参数的有关规定。实践证明,机械絮凝池效果较隔板凝池为佳,故絮凝时间可适当减少。根据各水厂运行经验,机械絮凝时间一般宜为15~20分钟。
第7.4.15条   关于析絮凝池设计参数的有关规定。自1977年以来,在江苏、湖北等地陆续建成使用了折板絮凝设备。椐目前统计,除小型净水器外,已建成投产的有十座,正在施工或设计的有四座。其中最大设计能力为4万米3/日。各地区根据不同情况采用了平流折板、竖流折板、竖流波纹等型式。竖流折板又分同步、异步两种型式。经过数年来的运转证明,折板絮凝具有对水量和水质变化的适应性强、投药量少、絮凝效率高、池体容积小、能量消耗省等特点,是一种高效絮凝工艺。1983年12月城乡建设环境保护部对高效絮凝器组织了技术鉴定。
                                   本条文是在总结国内实践经验的基础上制订的。由于目前收集到资料中以折板型较为完善,故本条仅制订折板絮凝方面的规定。
一、    据调查,各地水厂目前实际运行指标中,絮凝时间一般采用6~10分钟(个别水厂采用12分钟)。本条根据调查资料,并适当留有余地,订为6~15分钟。
二、据调查,各地水厂设计中,大多根据逐段降低流速的要求,将絮凝池分为三段:第一段流速一般采用0。25~0。35米/秒,第二段流速一般采用0。15~0。25米/秒,第三段一般采用0。1。0~0。15米/秒。
三、据调查,各地区水厂已安装的折板絮凝池,其折板夹角大部分采用120度和90度两种。本条订为90度到120度均采用。设计时间可根据池深、折板材料及安装条件选用。
第7.4.16条   关于穿孔旋流絮凝池设计参数的有关规定。原《室外给规》TJ13-74版条文中仅规定平流沉淀池一般采用隔板式或机械絮凝,根据各地水厂调查资料表明,穿孔旋流絮凝池也是一种较适宜的絮凝设备。条文中絮凝时间和絮凝速度的规定系根据各地水厂调查资料制订。

(Ⅳ)平流沉淀池
平流沉淀池是沉淀池布置中最早应用的一种型式。由于具有处理水质稳定、适应性强、操作方式等优点,故至今仍在各地区普遍采用,尤其适用于5万米3/日以上的大型水厂。

第7.4.17条   关于平流沉淀池沉淀时间的规定。沉淀时间是平流沉淀池设计中的一项主要指标,它不仅影响造价,而且对出水水质和投药量也有较大关系。根据实际调查,我国现采用的沉淀时间大多低于3小时,出水水质均能符合进入滤池的要求。据此,条文中规定平流沉淀池时间一般宜为1。0~3。0小时。
第7.4.18条   关于平流沉淀池水平流速的规定。原《室外给规》TJ13-74版条文中,对平流沉淀池水平流速规定一般为5~20毫米/秒。考虑到提高沉淀池水平流速有利于增加水池的容积利用系数,同时可使水流的稳定性增加,以减少温差、异重流以及风力等对水流的影响。因此,一般认为在不造成底泥冲刷的前提下,适当加快沉淀池的水平流速,对提高沉淀效率有好处。但水平流速也不宜过高,否则会增加水的紊动性,影响颗粒沉降,同时还易造成底泥冲刷。据此,本条文中将平流沉淀池水平流速适当提高为10~25毫米/秒。设计大型平流沉淀时,为满足长宽比的要求,水平流速可采用高值。
各地平流沉淀池的沉淀时间(小时)
地区上海武汉重庆成都广州
沉淀时间0.5~21~2。51~1。51~1。52左右


地区长春吉林天津哈尔滨
沉淀时间2.5~32.5左右3左右3左右


第7.4.19条   关于平流沉淀池池体尺寸比例的规定。沉淀池的形状对沉淀效果有很大影响,一般宜做成狭长型。原《室外给规》TJ13-74版条文中规定沉淀池的有效水深一般采用3~4米。根据浅层沉淀原理,在相同沉淀时间的条件下,池子越深,沉淀池截留悬浮物的效率越低。但池子过浅,易使池内沉泥带起,并使处理构筑物的高程布置带来困难,故需采用恰恰当。根据各地水厂的实际情况及目前采用的设计数据,平流沉淀池池深一般均小于4米。据此,本条文对沉淀池池深规定一般可采用3。0~3。5米。
                                  为改善沉淀池中水流条件,平流沉淀池宜布置成狭长的型式,为此需对水池的长度与宽度的比例以及长度及深度的比例作出规定。本条文将平流沉淀池每格宽度作适当限制,订为“一般宜为3~8米,最大不超过15米”。并规定了“长度与宽度比不得小于4;长度与深度比不得小于10”。
第7.4.20条   关于平流沉淀池配水和集水形式的规定。平流沉淀池进水与出水均与否是影响沉淀效率的重要因素之一。为使进水能达到在整个水流断面上配水均匀,一般宜采用穿孔墙,但应避免絮粒在通过穿孔墙处的破碎。根据实践,平流沉淀池出水一般采用溢流堰,为不致因堰负荷的溢流率过高而使已沉降的絮粒被出水水流带出,故条文规定了“溢流率一般可采用小于500米3/米. 日”。

                                          (Ⅴ)异向流斜管沉淀池
           异向流斜管沉淀池自七十年代初在国内推广使用以来,全国各地陆续采用。据不完全统计,各地建成投产及旧池改造的异向流斜管沉淀已近百座。各地区还根据当地材料供应的可能,采用了不同的斜管材质。经过十多年的运转证明,异向流斜管沉淀池具有适用范围言广、处理效率高、占地面积小等优点。为此,本规范在总结国内实践经验的基础上,对异向流斜管沉淀池的设计作出了规定。
第7.4.21条   关于异向流斜管沉淀适用范围的规定。各种类型的沉淀池或澄清池都具有各自的特性和优缺点,其适用范围也有差异。异向流斜管沉淀池,由于水流在池中停留时间较短,故原水水质变化不宜太急剧。同时,异向流斜管沉淀池的处理效率较高,单位时间内的沉淀泥量较大,故当原水浊度较高时,容易造成出水水质量不稳定。根据实践经验,一般异向流斜管沉淀池适用的原水浑浊度不宜长期大于1000度。
第7.4.22条   关于斜管沉淀区液面负荷的规定。斜管沉淀池的主要设计指标,目前采用上升流速。为了与同向斜板沉淀池采用的指标相一致,本规范以液面负荷作为斜管沉淀池的主要设计指标(两者可通过数学关系换算)。
液面负荷值与原水水质、出水浑浊度、水温、药剂品种、投药量以及选用的斜管直径或斜板间距、长度等有关。据调查,各地水厂斜管沉淀池的液面负荷一般为11米3/米2。时。考虑到对沉淀池出水水质要求的提高,故条文中规定液面负荷“一般可采用用9。0~11。0米3/米2。时”。对于北方寒冷地区宜取低值。
各地斜管沉淀液面负荷(米3/米2。时)
福州   10。8三明12。6武汉5。4~10。8
无锡7。2~10。8上海10。8杭州10。8
南京10。8广州9。0南宁10。4
西宁10。8九江10。8成都10。8
南昌10。8广西12。6长春10。8
哈尔滨9。0~10。8天津10。8


第7.4.23条   规定斜管沉淀池斜管的几何尺寸及倾角。斜管沉淀池斜池管的常用形式一般有正六边形、矩形及正方形,而以正六边形斜管最普遍。条文中的斜管管径系指正六边形的内切圆直径或矩形、正方形的高。据调查,国内异向流斜管的管径,一般为25~35毫米。据此,本条文规定采用此数值。
国内各地区异向流斜管管径(毫米)
杭州25云南50茂名35哈尔滨36
上海35成都35广州35~50广西35
南昌35天津35石岐25长春35
南宁32武汉35江西35

据调查,全国各地区水厂的异向流斜管沉淀池斜管的斜长一般多采用1米;斜管倾角,考虑能使沉泥自然滑泻,大多采用60度。据此,本条文规定采用此两数值。
第7.4.24条   规定清水区保护高度及底部配水区高度 。斜管沉淀池的集水一般多采用集水槽或集水管,其间距一般为1。5~2。0米。为使整个斜管区的出水达到均匀,清水区的保护高度 不宜小于1。0米。
                                   斜管以下底部配水区的高度需满足进入斜管区的水量达到均匀,并考虑排泥设检修的可能。据调查,其高度一般在1。5~1。7米之间。据此,本条规定:“底部配水区高度不宜小于1。5米”。
(Ⅵ)同向流斜板沉淀池
同向流斜板沉淀池自1973年开始在国内试验后,相继有八座同向流斜板沉淀池在各地建成投产。其中有的因运行不正常而中断,但天津的两座水厂至今运行正常,并积累了一定的经验。1979年5月天津召开了同向流斜板沉淀池的专题技术讨论会。1983年11月,由天津市科学技术委员会和天津市公用局组织通过鉴定。
                同向斜板沉淀池具有沉淀效率高,占地面积小等优点。但由于同向流斜板池对原水水质、水量变化适应性较差,集水装置要求较高,造价贵,斜板加工困难,故目前尚未被广泛应用。
                 关于同向流斜板沉淀池的条文,是在总结国内实践经验的基础上新增的。
第7.4.25条   关于同向流斜板沉淀池适用范围的规定。同向流斜板沉淀池是一种高效率的沉淀池型式,水流在池中停留时间很短,悬浮物在池中沉降效率较高,故单位时间内沉降的泥量较其他型式的沉淀池成倍增加。同时,该型式对原水的变化也较敏感。为确保出水水质符合要求,沉淀池进水浑浊度不宜太高。根据实践经验,一般同向流斜板沉淀池适用的原水浑浊度不宜长期大于200度。
第7.4.26条   关于同向流斜板沉淀池液面负荷的规定。据调查,目前实际运行的同向流斜板沉淀池的液面负荷多数为 30~50米3/米2。时。本条考虑到对沉淀池出水水质要求的提高,规定液面负荷一般采用30~40米3/米2。时。
第7.4.27条   本条中规定的斜板倾角及各项尺寸均根据目前各水厂运行经验及1983年11月天津市科学技术委员会颁发的鉴定书为依据而制订的。
第7.4.28条   集水装置是同向流斜板沉淀池的重要组成部分,它直接影响沉淀池的出水水质。据调查,目前已运行的同向流斜板沉淀池的集水装置大致有:梯形、梯形加翼、纵向沿程集水、管式和带分离板下部开孔等五种型式,而以管式、梯形加翼和纵向沿程集水等型式较为理想。
                                                 国内同向流斜板沉淀池一览表
厂名规模(米3/日)原水浊度(度)液面负荷(米3/米2.时)沉淀区斜板倾角集水装置型式运行情况
天津甲水厂9.0万11~17630~5040°管式1981年投产运行正常
天津乙水厂1.5万---26.5~50------1973年开始试验,现运行正常
湖南某水厂_最高500£4030°_因效果不好已拆除
北京某水厂8.64万小于30020~5035°原为梯形,后改为纵向沿程集水1977年投产,运行正常
四川某水厂0.5万____短期运行后因斜板损坏而折除
江苏某水厂2.0万____堵塞,已不用
福建某水厂1.5~2.0万____木制斜板开裂,已拆除

                                   (Ⅶ)机械搅拌澄清池
机械搅拌澄清池在原《室外给规》TJ13-74版中称为“机械加速澄清池”,考虑到“加速”二字含义不清,为此,本次修订中改为机械搅拌澄清池。
机械搅拌池自六十年代在国内推广使用以来,全国各地区已陆续采用。各地区根据原水特点及材料设备的供应条件,采用了平底刮泥装置和水力驱动搅拌叶轮等型式。经过二十年的运转证明,机械搅拌澄清池对水量、水质和水温变化的适应性较强,效果稳定,投药量少,易于控制。在设计和运转上均已积累了较成熟的经验,是目前水处理工艺中常用的净化构筑物。
第7.4.29条   规定机械搅拌澄清池进水浑浊度的适用范围。据调查,各地机械搅拌澄清池的进水浑浊度,一般在5000度以下,个别地区短时间可达10000度。实践证明,当原水浑浊度经常在3000度以下时,处理效果稳定,运转正常。在3000~5000度时,采用池底机械刮泥装置,也可达到稳定的处理效果。据此,本条中规定“机械搅拌澄清池宜用于浑浊度长期低于5000度的原水”。
第7.4.30条   规定机械搅拌澄清池清水区的上升流速。原《室外给规》TJ13-74版根据当时的调查资料,清水区上升流速订为0.9~1.2毫米/秒。但近年来,各地对机械搅拌澄清池清水区的上升流速均趋向采用较低值,一般约为1.0毫米/秒。国家标准图采用的上升流速为1毫米/秒。考虑到生活饮用水水质标准的提高,为减轻滤池负荷,保证出水水质,本条订为“机械搅拌澄清池清水区的上升流速,应按相似条件下的运行经验确定,一般可采用0.8~1.1毫米/秒”。低温低浊时宜采用低值。
第7.4.31条   规定机械搅拌澄清池的总停留时间。根据我国实际运行经验,条文规定水在机械搅拌澄清池中的总停留时间,可采用1.2~1.5小时。
第7.4.32条   关于机械搅拌澄清池搅拌叶轮提升流量及叶轮直径的规定。搅拌叶轮提升流量即第一絮凝室的污泥回流量,对循环污泥的形成关第较大。条文参照国外资料及国内实践经验确定“搅拌叶轮提升流量可为进水流量的3~5倍”。
第7.4.33条   规定机械搅拌澄清池设置机械刮泥装置的原则。机械搅拌澄清池是否设置机械刮泥装置,主要取决于池子直径大小和进水含沙量及其颗粒组成等因素,设计时应根据上述因素通过分析确定。
                                 对于澄清池直径较小(一般在15米以内),原水含沙量又不太高,并将池底做成不小于45度的斜坡时,可考虑不设置机械刮泥装置。但当原水含沙量虽不高,但因池子直径较大,为了降低池深宜将池子底部坡度减小,并增设机械刮泥装置来防止池底积泥,以确保出水水质的稳定性。
                                         (Ⅷ)水力循环澄清池
           水力循环澄清池自六十年代在国内推广使用以来,已有二十余年。各地均有建造,一般用于中小型给水工程。单池最大产水量多数在7500米3/日以下。实践证明,水力循环澄清池具有构造简单,易于上马等优点,但由于本身构造的特点,池深较大,絮凝时间较短,因此投药量较大。同时,水力循环澄清池对水质、水量和水温变化的适应性较差。
第7.4.34条   关于水力循环澄清池适用范围的规定.由于水力循环澄清池对水质、水量和水温变化的适应性较差,故原水浑浊度不宜过大。据调查,原水浑浊度在2000度以下时,处理效果较稳定。据此,条文中规定“水力循环澄清池宜用于浑浊度长期低于2000度的原水”。又因池子直径若过大,清水区上升流速不均匀,会影响处理效果。据调查,单池生产能力一般不宜大于7500米3/日。
第7.4.35条   关于水力循环澄清池清水区上升流速的规定。清水区上升流速是澄清池设计的主要指标。原《室外给规》TJ13-74版中对水力循环澄清池清水区上升流速规定为一般采用0.8~1.1毫米/秒,根据对各水厂调查表明,水力循环澄清池清水区上升流速大于1.0毫米/秒时,处理效果欠稳定,同时,考虑到生活饮用水水质标准确的提高,故本文对水力循环澄清池上升流速的指标降低为一般可采用0.7~1.0毫米/秒。低温低浊原水宜选用低值。
第7.4.36条   关于水力循环澄清池导流筒有效高度的规定。导流筒有效高度系指导流筒内水面至导流筒下端喉管间的距离。此高度对于稳定水流,进一步完善絮凝,保证一定的清水区高度和停留时间,有重要作用。据调查,各地区水力循环澄清池的导流筒高度一般为3.0米左右,东北地区一般认为以3.0~3.5米为宜。浙江某厂原设计导流筒高度为1.5米,投产后出水水质较差,后加至2.5米,效果显著改善。为此,本条文综合各地的设计和运行经验,规定“水力循环澄清池导流筒(第二絮凝室)的有效高度,一般可采用3~4米”。
第7.4.37条   关于水力循环澄清池回流水量的规定。
第7.4.38条   关于水力循环澄清池斜壁与水平面夹角的规定。本条从排泥通畅考虑,规定了斜壁与水平面的夹角不宜小于45度。
                                                          (Ⅸ)脉冲澄清池
脉冲澄清池自六十年代在国内应用以来,七十年代曾在各地广泛使用。据不完全统计,设计规模在7200米3/日以上已投产的脉冲澄清池就有80余座,有些是由原平流沉淀池改建而成。但据目前调查,有些地区因脉冲澄清池运行效果不够理想,已被拆除或改建成其它形式沉淀池。其主要原因是脉冲澄清池对水量、水质和水温变化的适应性较差,排泥控制要求严格,否则处理效果不稳定。据某厂对比试验,脉冲澄清池处理效果明显较机械搅拌澄清池为差。考虑到脉冲澄清池在某些地区仍能正常运行,故本条规范仍将其作为澄清池的一种型式制订有关条文。
脉冲澄清池的脉动冲发生器有真空式、S型虹吸式、钟罩式、浮筒切门式、皮膜式和脉冲阀切门式等型式,后三种型式脉冲效果不佳。
第7.4.39条   关于脉冲澄清池适用范围的规定。据国内运行经验表明,当原水浑浊经常在3000度以下时,处理效果较稳定。在高浊度地区使用时,曾出现因底部积泥堵塞穿孔配水管而影响出水的事例。据此,本条文规定“脉冲澄清池宜用于浑浊度长期低于3000度的原水”。
第7.4.40条   关于脉冲澄清池清水区上升流速的规定。原《室外给规》TJ13—74版对上升流速规定为一般采用0.8~1.1毫米/秒。根据近几年对各地脉冲澄清池运行经验的调查表明,由于其对水量、水质变化的适应性较差,上升流速不宜过高,一般以低于1.0毫米/秒为宜。据此,结合生活饮用水水质标准的提高,本条文将上升流速的规定修改为“一般可采用0.7~1.0毫米”。
第7.4.41条   关于脉冲周期及其冲放时间比的规定。脉冲周期及其充放时间比的控制,对脉冲澄清池的正常运行有重要作用。由于目前一般采用的脉冲发生器不能根据进水量自动地调整脉冲周期和充放比,因而当进水量小于设计水量时,常造成池底积泥,当进水量大于设计水量时,造成出水水质不佳。故设计时应根据进水量的变化幅度选用适当指标。本条系根据国内调查资料,结合国外资料制订。
第7.4.42条   关于脉冲澄清池悬浮层高度及清水区高度的规定。本条系根据国内调查资料的综合分析制订。
第7.4.43条   关于脉冲澄清池配水形式的规定。
第7.4.44条   规定了虹吸式脉冲澄清池的配水总管应设排气装置。虹吸式脉冲澄清池易放在水过程中将空气带入配水系统,若不排除,将导致配水不均匀和搅乱悬浮层。据此,本条文规定配水总管应设排气装置。


                                                   (Ⅹ)悬浮澄清池
         根据多年来全国各地运行经验表明,悬浮澄清池的处理效果稳定性较差,影响处理效果的因素较多,不易控制。目前国内除西南地区有所采用外,其它地区已较少在新建厂中应用。
第7.4.45至7.4.49条 系根据原建筑工程部中南、西北给水排水设计院合编的《悬浮澄清池设计暂行规定(草案)》(1965年12月)制订。


(Ⅺ)气浮池
我国在给水工程中应用气浮池,是从1979年4月江苏省某水厂开始的,水量为5000米3/日。至今全国已投入正常运行的约有20余处。处理水量最大为8万米3/日。气浮池的主要优点是:占地少、造价低、净水效率高、泥渣含水率低。对处理低浊、含藻的原水尤为适用。该工艺的关键装置压力溶气罐和溶气释放器等均较国外有所改进,运行稳定可靠,技术指标达到或超过国外水平。
第7.4.50条        关于气浮池适用范围的规定。根据气浮处理的特点,适宜于处理低浊度原水。试验表明,虽然气浮处理浑浊度为200~300度的原水是可行的,但考虑到气浮池的生产性经验还不多,故本条规定了“气浮池一般宜用于浑浊度小于100度”。
第7.4.51条        关于气浮池接触室上升流速及分离室向下流速的规定。气浮池接触室上升流速应以接触室内水流稳定,气泡对絮粒有足够的捕捉时间为准。根据各地调查资料,上升流速大多采用20毫米/秒。某些水厂的实践表明,当上升流速过低,也会因接触室面积过大而使释放器的作用范围受影响,造成净水效果不好。据资料分析,上升流速的下限以10毫米/秒为适宜。
                                             又据各地调查资料,气浮池分离室流速采用2毫米/秒较多。据此本条规定“一般可采用1。5~2。5毫米/秒”。上限用于易处理的水质,下限用于难处理的水质。
第7.4.52条        关于气浮池的单格宽度、池长及水深的规定。为考虑刮渣机的安全运行及水流稳定性,减少风对渣面的干扰,池的单格宽度不宜超过10米。
气浮池的泥渣上浮分离较快,一般在水平距离10米范围内即可完成。为防止池末端因无气泡顶托池面浮渣而造成浮渣下落,影响水质,故规定池不宜超过15米。
据调查,各地水厂气浮池池深大多在2。0米左右。实际测定在池深1米处的水质已符合要求。但为安全起见,条文中规定“有效水深一般可采用2。0~2。5米”。
第7.4.53条        关于溶气罐压力及回流比的规定。国外资料中的溶气压力均采用4~6公斤/厘米2。根据我国的试验成果,提高溶气罐的溶气量及释放器的释气性能后,可适当降低溶气压力,以减少电耗。因此,按国内试验及生产运行情况,规定溶气压力一般可采用2。0~4。0公斤/厘米2范围,回流比一般可采用5%~10%。
第7.4.54条        关于压力溶气罐总高度、填料层厚度及水力负荷的规定。溶气罐铺设填料层,对溶气效果有明显提高。但填料层厚度超过1米,对提高溶气效率已作用不大。为考虑布水均匀,本条规定其高度一般宜为1。0~1。5米。根据试验资料,溶气罐的截面水力负荷一般采用100~150米3/米2。时较宜。
第7.4.55条        关于气浮池排渣的规定。由于采用刮渣机刮出的浮渣浓度较高,耗用水量少,设备也较简单,操作条件较好,故各地一般均采用刮渣机排渣。根据试验,刮渣机行车速度不宜过大,以免浮渣因扰动剧烈而落下,影响出水水质。据调查,以采用5米/分以下为宜。


第五节    过    滤
(Ⅰ)一般规定
第7.5.1条  规定滤池出水的水质标准。一般过滤池的出水经消毒后即直接供给用户,故滤后水的水质除细菌等指标外,其它物理、化学指标均应符合用水的水质要求。对于生活饮用水应符合《生活饮用水卫生标准》。对生产用水,则应符合相应生产工艺对水质的要求。
第7.5.2条  关于选择滤池型式的原则规定。影响滤池选择的因素很多,主要取决于设计生产能力、进水水质和工艺流程的高程布置。对于生产能力较大的滤池,不宜选用单池面积受限制的池型;在滤池进水水质可能出现较高浊度或含藻类较多的情况下,不宜选用翻砂检修困难或滤池冲洗强度受限制的池型。选择池型还应考虑滤池进、出水水位和厂区地坪高程间的关系、滤池冲洗水排水的条件等因素。
第7.5.3条  关于滤料性能的规定。
第7.5.4条  关于滤池个数的规定。为避免滤池在冲洗时对其它工作滤池滤速的过大影响,滤池应设有一定的个数。为保证一只滤池检修时不致影响整个水厂的正常运行,条文规定了滤池个数不得少于两个。
第7.5.5条  关于滤池设计条件的规定。滤池可按正常情况下的滤速设计,但应对检修情况下的滤速进行校核。正常滤速是指水厂全部滤池均在工作时的滤速。强制滤速是指全部滤池中有一个或两个滤池在冲洗或检修时的滤速。
第7.5.6条  关于滤池工作周期的规定。理想的滤池工作周期应是当达到规定水头损失值的同时,滤池出水浊度也上升到要求的浊度。根据国内各水厂的运行经验,在本规范规定的滤速与进水浊度条件下,工作周期宜采用12~24小时。
第7.5.7条  关于滤速及滤料组成的规定。滤速是滤池设计的重要参数,对出水水质有很大的影响。为了与《生活饮用水卫生标准》的修订相适应,本条文对正常滤速的规定较原《室外给规》TJ13-74版的有关规定作了适当降低。为使用方便,本条文对滤料粒径规定以最小粒径和最大粒径表示。表中所列K80数值系根据国内采用的滤料组成情况制订。表中所列滤料层厚度数值为国内的常用值。
第7.5.8条  关于滤池配水系统的规定。滤池配水系统的开孔比是影响滤池冲洗均匀性的因素。开孔比越小,冲洗越均匀。本条文根据国内滤池运行经验,对各种型式滤池的配水系统作了规定。小阻力配水系统一般不适宜用于过滤面积较大的滤池。开孔比为0。6%~0。8%的中阻力配水系统,国内使用较多的为滤砖和三角槽。小阻力配水系统一般采用穿孔板,上铺两层32~40目/英寸尼龙网。
第7.5.9条  关于滤池冲洗的规定。根据国内运行经验,规定了水洗滤池的冲洗强度和冲洗时间的数值。冲洗强度一般可按表列值选用,当水温偏离20度较大时,选用的冲洗强度可适当增减。膨胀率随冲洗强度和水温的变化而变化,表中所列膨胀率是从不利情况考虑,以作为计算滤池排水槽高度之用。增设表面冲洗或用气水冲洗法,目前国内较少采用,故未列入具体设计数据。
第7.5.10条         关于滤池设取样 装置的规定。为检测滤池出水水质,滤池出水管上应设取样龙头。

(Ⅱ)快滤池
目前国内采用的快递池以单层滤料滤池和双层滤料滤池为多。三层滤料滤池自1973~1975年在国内试验、使用以来,先后在多座城市水厂中建成投产,至今运转正常,其中规模最大的为7万米3/日。由于三层滤料过滤具有反粒度过滤的特点,故其有滤速高、过滤周期长和滤池出水水质好等优点。
第7.5.11条         关于快滤池冲洗前水头损失的规定。根据国内运行经验,单层、双层滤料快滤池的冲洗前水头损失规定为宜采用2。0~2。5米。由于三层滤料过滤的水头损失较大,因此滤池冲洗前的水头损失也应相应增加,一般需采用2。5~3。0米才能保证滤池有12~24小时的工作周期。为了保证滤池正常运行,及时了解过滤池的水头损失,条文规定了每个滤池应装设水头损失计。
第7.5.12条         关于滤层表面以上水深的规定。为保证快滤池有足够的工作周期,避免砂层中产生负压以及从工艺流程的高程布置和构筑物的造价考虑,条文规定了滤层表面以上的水深,宜采用1。5~2。0米。
第7.5.13条         关于大阻力配水系统承托层的规定。表列承托层的粒径及厚度均根据国内经验制订。由于配水系统孔眼距池底的高度不一,故最底层承托层厚度规定从孔眼以上开始计算。一般认为承托层最上层的粒径宜采用2~4毫米,但也有部分单位认真对待再增加一层厚50~100毫米,粒径1~2毫米的承托层为好。
第7.5.14条         关于大阻力配水系统设计的规定。根据国内运行经验,按条文中规定数据计算,对于一般的冲洗强度可满足滤池冲洗水配水的均匀。
第7.5.15条         关于三层滤料滤池配水系统的规定。由于三层滤料滤池的滤速较高,如采用开孔率为0。2%~0。28%的大阻力配水时,过滤水头损失过大,而当采用开孔率较大的小阻力配水时,又因滤池面积较大而不易做到配水均匀。故条文中规定三层滤料滤池宜采用中阻力配水系统。
第7.5.16条         关于三层滤料滤池承托层的规定。由于三层滤料滤池承托层上部为重质矿石滤料。经试验,为了避免在反冲洗强度偏大并夹带少量小气泡时产生混层,粒径在8毫米以下的承托层宜采用重质矿石,粒径在8毫米以上可采用砾石,以保证承托层的稳定。
                                      根据试验资料,当配水系统的孔径为4毫米时,承托层最大粒径宜为16毫米;当配水系统的孔径为9毫米时,承托层最大粒径宜为32毫米。
第7.5.17条         关于滤池洗砂槽布置的规定。为避免由于洗砂槽平面面积过大而影响冲洗均匀,并防止滤料在冲洗膨胀时的流失,规定了本条文。
第7.5.18条         关于滤池冲洗水供给方式的规定。据调查,国内采用高位水箱冲洗滤池的水厂,冲洗水箱的容积一般按单格滤池冲洗水量的1。5~2。0倍计算。对于滤池格数较多的水厂,同时冲洗的滤池格数也均未超过2格。根据在满足生产要求的前提下,尽量减少水箱容积以降低造价的原则,规定水箱的有效容积按1。5倍单格滤池冲洗水量计算。
第7.5.19条         关于快滤池各管(渠)采用流速的规定。从技术经济考虑,规定了快滤池中管(渠)宜采用的流速值。
                                                      
                                                        (Ⅲ)压力滤池
第7.5.20条         关于压力滤池设计数据的规定。因压力滤池的性能与普通快滤池一样,故本条规定压力滤池的设计数据,可参照本节有关规定执行。
第7.5.21条         关于压力滤池形式的规定。压力滤池高度一般为3米,当直径大于3米时,竖式压力滤池的过滤面积较卧式压力滤池的过滤面积小,故本条作此规定。
                                                         
                                                        (Ⅳ)虹吸滤池
第7.5.22条         关于虹吸滤池分格数的规定。虹吸滤池的反冲洗水量来自邻滤格的过滤水量。一般,滤池冲洗时的流速约为过滤速度的5~6倍。当运行水量降低时,其倍数也将增加。因此,为保证滤池有足够的冲洗强度,本条对分格数作了相应的规定。
第7.5.23条         关于虹吸滤池冲洗前水头损失的规定。虹吸滤池是属于等滤速、变水头的过滤型式。冲洗前的水头损失过大,不易确保出水水质,且滤池池深将增加,造价也将提高;冲洗前水头损失过低,则会缩短过滤周期,增加冲洗水率。根据多年来设计及水厂运行经验,本条规定了一般可采用1。5米。
第7.5.24条         虹吸滤池冲洗水头,也即虹吸滤池出水堰板标高与冲洗排水管淹没水面的高程差,应根据水力计算确定,以满足要求的冲洗流量。根据目前采用的虹吸滤池型式,一般采用1。0~1。2米,故本条据此作了规定。
第7.5.25条         关于虹吸进水管和排水管流速的规定。
                  
                                        (Ⅴ)重力式无阀滤池
第7.5.26条         关于无阀滤池进水系统的规定。无阀滤池是属于变水头、等滤速的过滤形式,如不设置单独的进水系统,势必造成各个滤池进水量的相互干扰,也会导致滤池发生同时冲洗的现象。故每个滤池应设单独的进水系统。在滤池冲洗后投入运转的初期,由于滤层水头损失较小,进水管中水位较低,易产生跌水和将空气带入,故进水系统应有不使空气进入的措施。
第7.5.27条         关于无阀滤池冲洗前水头损失的规定。无阀滤池冲洗前的水头损失决定虹吸管的高度、冲洗周期以及前处理构筑物的高程。本条根据历年来的设计经验制订。
第7.5.28条         关于滤料表面以上直壁高度的规定。为防止冲洗时滤料从过滤室中流走,滤料表面以上的直壁高度除考虑膨胀高度外,还应加保护高度(一般采用10~15厘米)。
第7.5.29条         关于辅助虹吸、冲洗强度调节以及强制冲洗装置的规定。辅助虹吸措施能促进冲洗时虹吸作用的快速发生,设计时应予考虑。为避免实际的冲洗强度与理论计算的冲洗强度有较大出入,故应设置调节冲洗强度的装置。为使滤池能在未达到规定冲洗水头损失之前进行冲洗(如出水水质已超过标准),滤池需设有强制冲洗的装置。
             (Ⅵ)移动罩滤池
                移动罩滤池自1975~1976年首先在江苏省南通市建成以来,已先后有上海、武汉、广东、浙江、江苏、安徽等省市面上的30余个水厂采用。基本上运转正常,取得一定的经济效果。这些水厂的规模,最大为60万米3/日,最小为2000米3/日。滤池单格面积最大为11。85米2,最小为0。48米2。1982年4月在上海召开了移动罩滤池及其数控装置的技术鉴定会,会议一致认为移动罩滤池造价便宜,出水水质符合《生活饮用水卫生标准》的要求,可以推广使用。

第7.5.30条         关于移动罩滤池分组和分格数的规定。移动罩滤池的构造布置与快滤池不同,当某一滤格检修时,全组滤池均需停产,故条文规定移动罩滤池不得少于可独立运行的两组。
                                    移动罩滤池各滤格的冲洗水量来自相邻滤格的过滤出水,在正常情况下约需5~6滤格的滤过水量才能满足一滤格的冲洗水量。当滤池的运行水量较低时,则需更多滤格的滤过水量才能满足冲洗水量的要求。故本条文规定每组的分格数不得少于8格。
第7.5.31条         关于设计过滤水头和水位恒定装置的规定。移动罩滤池的设计过滤水头系指滤池设计水面标高与出水堰前水面标高的高程差,由于移动罩滤池过滤的水力特性较复杂,目前尚无完整的计算方法,故本条根据生产实践经验,规定为可采用1。2~1。5米。移动罩滤池各滤格的过滤是阶梯形的变速过滤,由于虹吸出水水位固定,为避免过滤周期内池水变化过大,有必要在虹吸管顶端设置恒定水位的装置。
第7.5.32条         关于移动罩滤池集水区高度的规定。移动罩滤池一般采用小阻力配水系统。集水区的高度直接影响冲洗的均匀性。本条据此作出不小于0。4米的规定。
第7.5.33条         关于滤料表面以上过滤室直壁高度的规定。移动罩滤池的直壁高度系指砂层以上到罩口的高度,应等于冲洗时滤料的膨胀高度再加保护高度。保护高度一般取10~15厘米。
第7.5.34条         关于移动罩滤池控制方式的规定。由于移动罩滤池是由许多滤格所组成,为保证各滤格能按时冲洗,条文中规定宜采用程序控制的方式。

                                                第六节   地下水除铁和除锰

(Ⅰ)工艺流程选择
第7.6.1条            关于地下水要否除铁和除锰的规定。微量的铁和锰是人体必需的元素,但饮作水中含有超量的铁和锰,会产生很多危害。当水中含铁量<0。3毫米克/升时无任何异味,含铁量为0。5毫克/升时色度可达30度以上,含铁量达1。0毫克/升时便有明显的金属味。水中含有超量的铁和锰,会使衣物、器具洗后染色并留下锰斑(含锰量>0。15毫克/升即可产生此种影响)。含锰量较高时会使水产生金属涩味。锰的氧化物能在管道内壁逐渐沉积,当管中水流速度和水流方向发生变化时,沉积物泛超会引起“黑水”现象。因此,《生活饮用水卫生标准》规定,饮用水中铁的含量不应超过0。3毫克/升,锰的含量不应超过0。1毫克/升。
                              生产用水,由于水的用途不同,对水中铁和锰含量的要求不尽相同。纺织、造纸、印染、酿造等工业企业,为保证产品质量,对水中铁和锰含量有严格的要求。软化、除盐系统对处理水中铁和锰的含量,亦有较严格的要求。但有些工业企业对水中铁和锰含量并无严格要求或要求不一。因此,对工业企业用水中铁锰含量不宜做出统一的规定,设计时应根据要求考虑是否需要除铁除锰。
第7.6.2条            关于地下水除铁除锰工艺流程选择原则的规定。试验研究和实践经验表明,合理选择工艺流程是地下水除铁除锰成败的关键,并将直拉影响水厂的经济效益。工艺流程选择与原水水质密切相关,而天然地下水水质又是千差万别的,这就是给工艺流程选择带来很大困难。因此,掌握较详尽的水质资料,在设计前进行除铁除锰试验,以取得可靠的设计依据是十分必要的。如无条件进行试验也可参照原水水质相似水厂的经验,通过技术经济比较后确定除铁除锰工艺流程。
第7.6.3条            关于地下水除铁方法及其相应工艺流程的规定。过去一般常把除铁除锰方法与工艺流程混淆。据大量资料记载,除铁除锰方法有:
(1)    自然氧化法(或曝气法)
(2)    曝气接触氧化法
(3)    化学氧化法(包括氯氧化法和高锰酸钾氧化法等)
(4)    混凝法
(5)    碱化法(投加石灰或碳酸钠等)
(6)    离子交换法
(7)    稳定处理法
(8)    生物氧化法
根据我国生产实践经验,除铁常采用曝气接触氧化法或曝气自然氧化法;除锰则多采用曝气接触氧化法。原《室外给规》TJ13-74版条文中关于“曝气—过滤法”及给排水设计手册中关于“曝气—石英砂过滤法”、“曝气—天然锰砂过滤法”的提法均不确切,因这些系属工艺流程范畴,使用时应加以区别。为了更加明确、简捷表示除铁除锰两种主要常用方法,故命名为:接触氧化法和曝气氧化法。曝气氧化法,系指原水经曝气后充分溶氧和散除CO2,一般PH达7。0以上,水中Fe2+全部或大部分氧化为Fe3+,可直接进入滤池进行接触过滤去除。
第7.6.4条  关于地下水除锰方法及相应工艺流程选择的规定。试验和生产实践表明,曝气接触氧化法除锰与其他锰方法相比,具有投资省、制水成本低、管理简便、处理效果良好且稳定等优点,故推荐采用曝气接触氧化法除锰,本规范有关除锰条文均据此而定。根据试验研究和生产实践经验,铁锰共存情况下的工艺流程:当原水含铁量<2.0~5.0毫克/升(北方采用2.0,南方采用5.0毫克/升)、含锰量<1.5毫克/升时,采用曝气一单级过滤,可在除锰,如仍采用上述流程,有时只能除铁而不能除锰.因此,应通过试验研究,以确定除锰工艺。如因条件、时间限制,难于进行试验研究时,可直接采用曝气、两级过滤工艺,先除铁后除锰。
当原水碱度较低,硅酸盐含量较高时,铁的最佳沉淀范围偏向酸性一侧。因此,充分曝气将使高铁穿透滤层而致使出水水质恶化。此时,也应通过试验确定除锰工艺,必要时可采用如下工艺流程:
原水曝气---接触氧化过滤除铁----曝气----接触氧化过滤除锰。
            (Ⅱ)曝气装置
第7.6.5条  关于曝气设备选用的规定。
第7.6.6条  关于跌水曝气装置主要设计参数的规定。国内使用情况表明,跌水级数一般采用1~3级,每级跌水高度一般采用0。5~1。0米。但单宽流量各地采用的数值悬殊,低者只4。7米3/时。米,高者达280米3/时。米,多数采用20~50米3/时。米。故条文中规定了单宽流量为20~50米3/时。米。值得注意的是,设计中一般不宜作最不利的数据组合,例如跌水级数和跌水高度选用下限值,而单宽流量选用上限值,其结果必然使装置产生较差的曝气效果。
第7.6.7条  关于淋水装置主要设计参数的规定。目前国内淋水装置多采用穿孔管,因其加工安装简单,曝气效果良好,而采用莲蓬头者较少。理论上,孔眼直径愈小,水流愈分散,曝气效果愈好。但孔眼直径太小易于堵塞,反而会影响曝气效果。根据国内使用经验,孔眼直径以4~8毫米为宜,孔眼流速以1。5~2。5米/秒为宜,安装高度以1。5~2。5米为宜。淋水装置的安装高度,对板条式曝气塔为淋水出口至最高一层板条的高度;对接触式曝气塔为淋水出口至最高一层填料面的高度;直接设在滤池上的淋水装置为淋水出口至滤池内最高水位的高度。
第7.6.8条  关于喷水装置主要设计参数的规定。条文中规定了每10米2面积设置喷嘴的个数,实际上相当于每个喷嘴的服务面积约为1。7~2。5米2。
第7.6.9条  关于射流曝气装置设计计算原则的规定。某部队水厂原射流曝气装置未经计算,安装位置不当,使装置不仅不曝气,反而从吸气口喷水。后经计算,并改变了射流曝气装置的位置,结果曝气效果良好。可见,通过计算来确定射流曝气装置的构造是很重要的。东北两个城市采用射流曝气装置已有15年历史,由于它具有设备少、造价低、容易加工、管理方便、溶氧效率较高等优点,故迅速得以在国内十多个水厂推广使用,效果良好。实践表明,原水经射流曝气后溶解氧饱和度70%~80%,但CO2散除率一般不超过30%,PH值无明显提高,故射流曝气装置适用于原水铁锰含量较低,对散除CO2 和提高PH值要求不高的场合。
第7.6.10条         关于压缩空气曝气需氧量的规定。
第7.6.11条         关于板条式曝气塔主要设计参数的规定。
第7.6.12条         关于接触式曝气塔主要设计参数的规定。实践表明,接触式曝气塔运转一段时间以后,填料层易被堵塞。原水含铁量愈高,堵塞愈快。一般每1~2年就应对填料层进行清理。这是一项十分繁重的工作,为方便清理,层间净距一般不宜小于600毫米。
第7.6.13条         关于设有喷淋设备的曝气装置淋水密度的规定。根据生产经验,一般可采用5~10米3/时。米2。但直接装设在滤池上的喷淋设备,其淋水密度相当于滤池的滤速。
第7.6.14条         关于叶轮式表面曝气装置主要设计参数的规定。试验研究和东北地区采用的叶轮表面曝气装置的实践经验表明,原水经曝气后溶解饱和度可达80%以上,二氧化碳散除率可达70%以上,PH值可提高0。5~1。0。可见,叶轮表面曝气装置不仅溶氧效率较高,而且能充分散除二氧化碳,大幅度提高PH值。使用中还可根据要求适当调节曝气程度,管理条件也较好,故近年来已逐渐在工程中提以推广使用。设计时应根据曝气程度的要求来确定设计参数,当要求曝气程度高时,曝气池容积和叶轮外缘速度应选用条文中规定的上限,叶轮直径与池长边或直径之比应选用条文中规定数据的下限。
第7.6.15条         关于曝气装置设在室内时应考虑通风设施的原则规定。
                                                   
                                                       (Ⅲ)除铁滤池
第7.6.16条         关于除铁滤池滤料的规定。六十年代发展起来的天然锰砂除铁技术,由于其明显的优点而迅速在全国推广使用。近年来,除铁技术又有了新的发展,接触氧化除铁理论认为,在滤料成熟之后,无论何种滤料均能有效地除铁,均起着铁质活性滤膜载体的作用。因此,除铁滤池滤料可选择天然锰砂,也可选择石英砂及其他适宜的滤料。“地下水除铁课题组”调查及试验研究结果表明,石英砂滤料更适用于原水含铁量低于15毫克/升的情况,当原水含铁量>15毫克/升时,宜采用无烟煤—石英砂双层滤料。
第7.6.17条         关于除铁滤池主要设计参数的规定。条文依据国内生产经验和试验研究结果而定。滤料粒径,当采用石英砂时,最小粒径一般为0。5~0。6毫米,最大粒径一般为1。2~1。5毫米;当采用天然锰砂时,最小粒径一般为0。6毫米,最大粒径一般为1。2~2。0毫米。条文对滤料层厚度规定的范围较大,使用时可根据原水水质和选用的滤池型式确定。国内已有的重力式滤池的滤层厚度一般采用800~1000毫米,压力式滤池的滤层厚度一般采用1000~1200毫米,甚至有厚达1500毫米的。然而重力式滤池和压力式滤池并无实质上的区别,只是构造不同而已,因此主要应根据原水水质来确定滤层厚度。
第7.6.18条         关于除铁滤池配水系统和承托层选项用的规定。
第7.6.19条         关于除铁滤池中洗强度、膨胀率和冲洗时间的规定。以往设计和生产中采用的冲洗强度、膨胀率较高,故原《室外给规》TJ13-74版条文中规定的数据也偏高。如天然锰砂滤池冲洗强度规定为24升/秒。米2、膨胀率为30%;石英砂滤池冲洗强度规定为15~17升/秒。米2、膨胀率为40%~45%。近年来,通过试验研究和生产实践发现,滤池冲洗强度过高易使滤料表面活性滤膜破坏,致使初滤水时间不合格,也有个别把承托层冲翻的实例。冲洗强度太低则易使滤层结泥球,甚至板结。因此,除铁滤池冲洗强度应适当,当天然锰砂滤池的冲洗强度为18升/秒。米2,石英砂滤池的冲洗强度为13~15升/秒。米2时,即可使全部滤层浮动,达到预期的冲洗目的。

(Ⅳ)除锰滤池
第7.6.20条         关于除锰池滤料的规定。近年来,我国地下水除锰技术得到了迅速发展。“地下水除锰课题组”经两次全国性调查测试和若干次重点试验研究,并参阅了大量国个技术资料,做出了较系统、较全面的经验总结,并已于1982年通过鉴定,为本规范编制有关地下水除锰条文提供了科学依据。曝气接触氧化除锰理论表明,天然锰砂、石英砂、无烟煤、石灰石等均可作为除锰滤料,待滤料成熟后均能有效地除锰,各种滤料均起着锰质活性滤膜载体的作用。但是,不同水质、不同滤料,其成熟期也各异。某部队水源除锰试验表明,原水含锰5~6毫克/升,石英砂的成熟期为65天;吉林某地除锰试验表明,原水含锰6~8毫克/升,用江西乐平锰砂、广西马山锰砂、湖南湘潭锰砂成熟期仅36~51天,无烟煤为71天,而石英砂和锦西锰砂长达96天;辽宁某水厂原水含锰为1。0~1。2毫克/升,采用马山锰砂作为除锰滤料,开始运转即可获得除锰水,即不存大成熟期。鉴于上述原因,本条推荐了除锰效果良好的天然锰砂和经济易得的石英砂,但不作硬性规定,设计中也可参照已有水厂的成熟经验采用。
第7.6.21条         关于除锰滤池主要设计参数的规定。试验研究和生产实践表明,除锰要比除铁困难得多,因此除锰滤池设计参数选择应慎重。滤速一般可采用5~8米/时,原水含锰量高时宜采用下限值,原水含锰量低时宜采用上限值。锰质活性滤膜是除锰池赖以除锰的催化物质,冲冼强度过大(如>20升/秒。米2),锰质活性滤膜会严重脱落而影响处理效果,且滤料易严重跑走。另外,除锰滤料成熟后,滤料层有增厚现象,滤料颗粒有变大的趋势,相对密度有所减少。例如新石英砂的相对密度为2。65,而成熟的石英砂则只有2。38,减轻了约10%。天然锰砂也有类似情况。因此,除锰滤池的冲洗强度宜略低于除铁滤池。滤池投产初期,滤料相对密度虽尚未减少,但为了使滤料尽快成熟,也不宜采用过大的冲洗强度。
第7.6.22条         关于单级过滤除锰滤池设计参数选择原则的规定。单级过滤除锰滤池系指,当原水铁锰含量均较低时,采用曝气一单级过滤工艺流程中既除铁又除锰的滤池。此时,由于铁质干扰除锰,锰更不易被除掉,滤料成熟期将更长。国内某水厂原水铁锰含量均为1。5毫克/升左右,采用石英砂滤料的成熟期长达半年以上。因此,铁锰在同一滤池去除的滤池设计参数选择应更加慎重。条文中规定,此时滤速宜采用低值,滤料层厚度宜采用高值。


                                                         第七节    消    毒 
第7.7.1条  关于生活饮用水必须消毒以及消毒方法的规定。消毒的目的是杀灭病原微生物,使水质达到生活饮用水卫生标准。我国目前仍以加氯作为常用的消毒法。国外目前也仍以氯作为主要消毒剂。氯价格便宜,来源丰富,一般情况下用氯作为消毒剂是适宜的。但氯对微污染水源可能会产生氯酚味或三卤甲烷等副作用。故国外尚有采用臭氯、二氧化氯等消毒剂来代替加氯。采用二氧化氯作为消毒剂可避免水中因加氯而产生的氯酚味,也不会形成三卤甲烷。但至今在国外尚未很广泛使用,国内在净水处理方面亦尚无应用。美国《大湖—密西西比河上游十洲标准》规定“当原水受工业废水污染,加氯产生氯酚时,可采用二氧化氯作为消毒剂,但必须保证有确当的储藏和操作亚氯酸钢的措施,以避免引起爆炸的危险”。故本规范根据目前国内实际使用的情况,仅列加氯作为主要消毒剂。
第7.7.2条  关于加氯点的规定。当原水水质较好,不受污染时,一般采用滤后一次加氯。当不源水质较差时,常采用二次加氯,即在沉淀池或澄清池前先进行预加氯,以氧化水中有机物和藻类,去除水中色、嗅、味,经过滤后再次加氯,以进行水的消毒。
第7.7.3条  关于氯的设计用量的原则规定。鉴于各地原水水质不一,加氯点不一,以及加氯的目的不同,因此投氯量相差悬殊,条文中难以统一规定,应根据相似条件下的运行经验确定。
第7.7.4条  规定氯胺消毒时,氯和氨的投加比例。
第7.7.5条  关于水和消毒剂接触时间的规定。采用加氯消毒法,水中主要形成游离性余氯。实践表明,水与氯接触30分钟且保持游离性余氯在0。3毫克/升以上时,对肠道致病菌(如伤寒、痢疾等)、钩端螺旋体、布氏杆菌等都有杀灭作用。采用氯胺消毒法,水中主要形成化合性余氯。化合性余氯含量一般应为游离性余氯量的二倍以及,且接触时间不少于2小时,才能获得相同效果。据此,条文中规定“氯胺消毒的接触时间不应短于2小时”。
                                     肠道病毒(传染性肝炎、小儿麻痹病毒等)对氯消毒剂的耐受为较肠道致病菌为强。有资料报导,如能保证游离性余氯量为0。5毫克/升,接触时间为30~60分钟,亦可使肠道病毒灭活。因此,在怀疑水源可能受到肠道病毒污染时,应增加投氯量和延长接触时间,以保证饮水安全。
第7.7.6条  关于投加液氯时设置加氯机的有关规定。
第7.7.7条  关于采用漂白粉消毒时的有关规定。原《室外给规》TJ13-74版条文中,对漂白粉澄清溶液每日配制次数规定这不大于6次。据调查,为减轻劳动强度,目前各水厂每日配制次数均不大于3次。故本条文修改为“每日配制次数不宜大于3次”。

第7.7.8条  关于加氯(氨)间位置的规定。加氯管过长,管道容易阻塞。且因管中水头损失较大,加氯机出液压力不够,会导致液氯投加困难,故本条作此规定。
第7.7.9条  关于加氯(氨)间采暖方式的规定。从安全防爆出发,条文作了相应的规定。
第7.7.10条     关于加氯间及氯库设置安全措施的规定。根据国外资料及我国《工业企业设计卫生标准》的规定,室内空气中氯气允许浓度不得超过1毫克/米3,故加氯间及氯库内宜设置测定氯气浓度的仪表和报警措施。有条件时,对较大规模的水厂,可设置氯气吸收塔等吸氯设备。
第7.7.11条     关于加氯(氨)间设置防毒面具等措施的有关规定。原《室外给规》TJ13-74版条文规定加氯(氨)间内需设置防爆灯具。据调查,实际应用中无此必要。故本文予以删去。
第7.7.12条     关于加氯(氨)间布置的有关规定。
第7.7.13条     关于加氯(氨)间及其仓库通风的规定。为防止因氯瓶或加氯机漏氯,条文对通风要求作了相应规定。
第7.7.14条     关于加氯(氨)管道的有关规定。消毒药剂均系强氧化剂,对某些材料有腐蚀作用,条文中规定加消毒药剂的管道及配件应采用耐腐蚀材料。一般氯气管和配件可用铜质,液氯及氨对铜有腐蚀性,故宜用塑料制品。
第7.7.15条     关于加氯、加氨设备及其管道设置备用的规定。为保证不间断加氯(氨),本条文对备用作了相应的规定。
第7.7.16条     关于消毒剂仓库设置和仓库储备量的有关规定。固定储备量系指由于非正常原因导致药剂供应中断,而在药剂仓库内设置的在一般情况下不准动用的储备量,应按水厂的重要性来决定。据调查,一般设计中均按量大用量的15~30天计算。周转储备量系指考虑药剂消耗与供应时间之间的差异所需的储备量,可根据当地货源和运输条件确定。

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